Partialvolumeneffekt
Englisch: partial volume effect, partial volume artifact
1. Definition
Der Partialvolumeneffekt ist ein bedeutendes Phänomen in der medizinischen Bildgebung, das die Genauigkeit und Qualität diagnostischer Bilder beeinflusst. Er tritt auf, wenn verschiedene Gewebearten innerhalb eines einzelnen Bildvolumenelements (Voxel) vorkommen, was zu gemischten Signalinformationen führt. Der Partialvolumeneffekt kann zu diagnostischen Unsicherheiten führen und die Interpretation der Bilddaten erschweren.
2. Hintergrund
Der Partialvolumeneffekt tritt auf, wenn ein einzelnes Voxel in einem Bild mehr als einen Gewebetyp enthält. Dies führt zu einer Vermischung der Signale aus den verschiedenen Geweben, was zu einer durchschnittlichen Signalintensität bzw. -dichte innerhalb des Voxels führt. Dieses Phänomen ist besonders relevant bei bildgebenden Verfahren wie der Computertomographie (CT) und der Magnetresonanztomographie (MRT).
3. Ursachen
Die Hauptursachen des Partialvolumeneffekts sind:
- Limitierte räumliche Auflösung
- Große Voxelgröße
- Heterogene Gewebe
4. Auswirkungen
Der Partialvolumeneffekt kann die Bildqualität erheblich beeinträchtigen. Er führt zu:
- verwaschenen Kanten: Kanten zwischen unterschiedlichen Geweben erscheinen weniger scharf und definiert.
- Signalvermischung: Die Signalintensität innerhalb eines Voxels repräsentiert einen Mittelwert der verschiedenen Gewebearten, was eine genaue Identifizierung und Charakterisierung erschwert.
- Kontrastminderung: Der Kontrast zwischen verschiedenen Geweben kann reduziert werden, was die Unterscheidung zwischen benachbarter Strukturen erschwert.
Folglich können insbesondere kleine Läsionen augrund der Signalmischung falsch interpretiert oder übersehen werden.
5. Gegenmaßnahmen
Mögliche Maßnahmen zur Reduktion des Partialvolumeneffekts umfassen u.a.:
- höhere räumliche Auflösung
- dünnere Schichtdicken
- iterative Rekonstruktion
- Segmentierung und Fusion verschiedener Bilddatensätze
- präzisere Volumenmessungen durch Berücksichtigung des Partialvolumeneffekts
- Gewebetypisierung durch Anwendung von Algorithmen zur Signalentmischung
- Dual-Energy-CT und spektrale Bildgebung